納米PS小球-LDPE復(fù)合材料介電性能研究.pdf

1、本文通過(guò)熔融共混法制備了聚苯乙烯(PS)納米顆粒填充低密度聚乙烯(LDPE)形成的納米復(fù)合材料，經(jīng)平板硫化機(jī)壓制成型制成試樣并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量。
　　首先借助掃描電子顯微鏡對(duì)材料的表面形貌進(jìn)行了表征。通過(guò)純LDPE與PS/LDPE納米復(fù)合材料DSC實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析，可知添加PS納米顆粒后復(fù)合材料的結(jié)晶度較純LDPE高。通過(guò)純LDPE與PS/LDPE納米復(fù)合材料DMA實(shí)驗(yàn)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)納米復(fù)合材料的儲(chǔ)存模量和損耗模量都略高于純LDPE，阻尼損耗

2、峰值略有下降并且向高溫方向移動(dòng)。
　　其次為研究納米粒子質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)PS/LDPE納米復(fù)合材料介電特性的影響，制備了PS質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0％、0.5％、1％、2％的PS/LDPE納米復(fù)合材料樣品。不同PS質(zhì)量分?jǐn)?shù)樣品的電導(dǎo)率均隨溫度的升高逐漸增大。低溫時(shí)添加納米PS后，納米復(fù)合材料的電導(dǎo)率與純LDPE相比明顯減小;隨著填充濃度進(jìn)一步增加，納米復(fù)合材料的電導(dǎo)率進(jìn)一步減小?？臻g電荷實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明摻雜納米PS顆?？梢悦黠@提高材料的空間電荷抑制

3、能力，且2％PS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的PS/LDPE納米復(fù)合材料抑制空間電荷效果最優(yōu)。熱刺激電流(TSC)圖譜顯示，PS納米顆粒的添加改變了材料的陷阱深度和密度特征，復(fù)合材料的陷阱能級(jí)較純LDPE發(fā)生顯著變化，這些特征變化直接影響了LDPE空間電荷的積累與直流電導(dǎo)特性。對(duì)幾種PS/LDPE納米復(fù)合材料進(jìn)行的擊穿實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PS/LDPE納米復(fù)合材料的擊穿場(chǎng)強(qiáng)低于純LDPE，其原因可能是淺陷阱的存在使得高場(chǎng)強(qiáng)下脫陷的載流子數(shù)量增加，納米粒子的添加一

4、方面增加了淺陷阱密度，另一方面也增加了雜質(zhì)小分子密度。隨著直流電場(chǎng)強(qiáng)度的增大，材料內(nèi)部將激發(fā)出更多的電子以及解離出較多的正、負(fù)離子，導(dǎo)致?lián)舸﹫?chǎng)強(qiáng)的降低。PS/LDPE納米復(fù)合材料的介電常數(shù)略高于純LDPE，表明PS納米小球添加LDPE形成的納米復(fù)合材料空間電荷抑制機(jī)理，不同于MgO納米顆粒添加LDPE形成的納米復(fù)合材料空間電荷抑制機(jī)理，后者內(nèi)部MgO納米顆粒由于高介電常數(shù)特征在高場(chǎng)下形成極化電偶極子陷阱，從而起到降低電導(dǎo)與抑制空間電荷的